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【摘 要】 随着我国高速电气化客运专线先后通车，电铁凭借其快速便捷性大大促进了我国经济发展，电铁建设项目也相继立项。电铁牵引供电网由传统的110kV电压等级上升至220kV电压等级，其牵引供电负荷作为大功率随机性冲击负荷，对电力系统稳定运行的影响不能忽视。随着电铁的发展，其负荷的冲击性和随机性对电铁电网调度的影响势必将越来越突出。
【关键词】 电铁电铁电网；调度方法；安全运行
一、我国电气化铁路的发展现状
我国第一条电气化铁路宝成线的宝鸡至凤州段于1961年正式通车，拉开了我国电气化铁路的序幕。2002年秦沈客运专线建成运营通车，成为了我国第一条高速客运铁路。经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。截至2010年，全國电铁运营里程达到8358公里，每天开出动车组近1200列。从国家发改委批示的《中长期铁路网发展规划》中看出，到2012年我国铁路总里程将达到11万公里，其中高速铁路客运专线建成1.8万公里。到2020年，计划用6万亿修建5万公里高速铁路。高速铁路铁道事业将迎来重大发展机遇。
二、电铁牵引供电网的特点
目前铁路运输中，主要有两种牵引形式：内燃牵引和电力牵引。内燃牵引由于相对于电力牵引方式，其效率低，能耗大，对环境污染严重等缺点已将其逐步淘汰，目前仅用于电力供应贫乏或者用电情况复杂的区域，作为短程运输或特殊用途列车的牵引方式。电力牵引已成为铁路运输行业最主要的牵引形式，根据列车分类可分为高速旅客列车、特快旅客列车、快速旅客列车和普通旅客列车，都是由沿线铁路牵引变提供电力能源，但又由于电铁牵引变的电压等级与其他类型列车牵引变不同，导致电铁牵引供电网的特点与一般牵引供电网相似的同时又存在一定的差异性。具体特点如下：
1、相似性
牵引供电网的供电原理都是相同的。由大电铁电网提供电力能源接入牵引变电站，然后由牵引变电站变压再接入接触网中，为电气气化牵引机车提供能源。
牵引变电站布点在铁路沿线，两个牵引变之间的距离一般在40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围，一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所，它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电铁电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。牵引供电系统的负荷都存在三相不对称性、非线性、波动性和低功率因素四个特点。
电铁牵引变电压等级为220kV，而一般牵引变电压等级为110kV。电铁牵引供电网覆盖的地区面积更大，单个牵引变负荷对地区电铁电网影响的半径也更大。同时，系统的供电负荷波动率也不同，这是由单个牵引机车负荷大小相差较大造成的。单个电铁牵引机车的负荷约为10MW，而一般牵引机车中功率最大的韶山系列单台最大功率也仅为6400kW。电铁牵引变统一采用的是双电源双回路供电方式接入电铁电网，相对于一般牵引变单电源双回路供电方式接入电铁电网的网络，结构势必更复杂，影响电力调度决策的因素也更多。
三、牵引供电网调度方法研究
基于蒙特卡罗方法的可靠性评估有易于仿真模拟分析和可有效寻找系统运行中薄弱环节的优点，故本文将电铁牵引供电网可靠性评估运用于电铁牵引供电网调度仿真。通过模拟调度后的运行状态，进行系统可靠性评估，找出模拟运行状态下的系统薄弱环节，为调度人员修正调度方案提供相关参考依据。
1、牵引变电站供电模式分析
为验证电铁牵引供电网I级供电网络运行的正确性，本文以武广电铁衡阳地区段为例，分析电铁牵引变电站多个供电模式下的系统可靠性。
分别模拟TPSS2为单回路、双回路互为热备份、双回路并联供电的三种供电模式，计算其系统可靠性。
（1）单回路供电模式：假设输电线路L8侧线路不存在。
（2）双回路互为热备份模式：输电线路L7为主供电线路，输电线路L8为热备用线路。
（3）双回路并联供电模式：输电线路L7和L8同时供电。
依次按上述三种运行状态，进行仿真分析得出TPSS2变电站的供电可靠性指标如表.1所示。
（1）单回路供电模式：假设输电线路L8侧线路不存在。
（2）双回路互为热备份模式：输电线路L7为主供电线路，输电线路L8为热备用线路。
（3）双回路并联供电模式：输电线路L7和L8同时供电。
从中可以看到当L3线路停运后，系统元件对铁路丧失通过能力灵敏度有所提升，这是由于牵引变电站失负荷概率有所上升所致。虽然，系统元件对牵引变电站的故障灵敏度变化不一，但是就近相关联的系统元件的故障灵敏度总体变化趋势还是整体保持一致的，原始的概率灵敏度还是具有一定的参考价值。
四、基于可靠性评估的调度方法研究
一个系统中系统元件对其故障的灵敏度往往参差不一，电铁牵引供电网也是如此。那么，按照系统元件对其故障灵敏度的大小将系统元件进行大致分类，必然可以有效的帮助调度人员合理安排电铁牵引系统的运行方式。
由表3中供电网元件对系统故障灵敏度分析的数据，可以将电铁牵引供电网元件对系统故障的灵敏度分为4个阶梯层次。
第一阶梯：与电铁牵引变电站相连接的供电线路，即电铁牵引供电网的I级网络中输电线路，其可靠性灵敏度为全局最高。
第二阶梯：电铁牵引变就近互联的输电线路和等效电源，其可靠性灵敏度虽然较I级网络中输电线路要低很多，但是与电铁电网其他元件相比，其对可靠性影响还是非常明显的。
第三阶梯：离电铁牵引变较远，但是与其他输电线路和等效电源相连通，虽然其可靠性灵敏度非常低，但是在极端的故障环境下，其电能输送也能满足电铁牵引变的供电要求。
第四阶梯：远离电铁牵引变或与牵引变在电铁牵引网络中不互联的线路，其可靠性灵敏度值可以判定其运行状态不影响对应的电铁牵引变运行。这是由于在整个地区电铁电网下考虑，虽然其网络是与电铁牵引变连通的，但是，首先其供电半径非常远，不适宜考虑其作为牵引变的输电线路；其次只有在多条输电线路或者等效电源故障条件下，才需其输送电能，然而多个等效电源和输电线路故障，几乎是电铁电网不可能发生事件。
在内，坚决杜绝人为失误造成损失事故的发生。制定有效的管理制度，规范工作细节，进一步提升调度员驾驭电铁电网的能力和执行力，促进电铁电网的安全稳定运行和调度运行的规范化管理。
五、结语
高速客运铁路凭借其快速性和便捷性，对我国经济发展起到了很大的推动作用，从而在国内得到了快速的发展。但作为典型的大功率冲击性负荷，对电力系统稳定运行的影响更不能被忽视。由于电铁负荷的冲击性和随机性对电力调度的影响尤为突出，且目前还没有一个针对电铁负荷调度的方法，所以对电铁牵引供电网的可靠性评估和调度方法研究尤为重要。
参考文献：
[1]谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统.成都：西南交通大学出版社，2007，1-4
[2]司徒友.电力系统调度运行存在的问题与解决方法探讨.广东科技，2009（22）：85—86
[3]宋善勇，宋善军.电力系统运行控制目标及其控制自动化.黑龙江科技信息，2011（35）：127—128
【关键词】 电铁电铁电网；调度方法；安全运行
一、我国电气化铁路的发展现状
我国第一条电气化铁路宝成线的宝鸡至凤州段于1961年正式通车，拉开了我国电气化铁路的序幕。2002年秦沈客运专线建成运营通车，成为了我国第一条高速客运铁路。经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。截至2010年，全國电铁运营里程达到8358公里，每天开出动车组近1200列。从国家发改委批示的《中长期铁路网发展规划》中看出，到2012年我国铁路总里程将达到11万公里，其中高速铁路客运专线建成1.8万公里。到2020年，计划用6万亿修建5万公里高速铁路。高速铁路铁道事业将迎来重大发展机遇。
二、电铁牵引供电网的特点
目前铁路运输中，主要有两种牵引形式：内燃牵引和电力牵引。内燃牵引由于相对于电力牵引方式，其效率低，能耗大，对环境污染严重等缺点已将其逐步淘汰，目前仅用于电力供应贫乏或者用电情况复杂的区域，作为短程运输或特殊用途列车的牵引方式。电力牵引已成为铁路运输行业最主要的牵引形式，根据列车分类可分为高速旅客列车、特快旅客列车、快速旅客列车和普通旅客列车，都是由沿线铁路牵引变提供电力能源，但又由于电铁牵引变的电压等级与其他类型列车牵引变不同，导致电铁牵引供电网的特点与一般牵引供电网相似的同时又存在一定的差异性。具体特点如下：
1、相似性
牵引供电网的供电原理都是相同的。由大电铁电网提供电力能源接入牵引变电站，然后由牵引变电站变压再接入接触网中，为电气气化牵引机车提供能源。
牵引变电站布点在铁路沿线，两个牵引变之间的距离一般在40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围，一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所，它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电铁电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。牵引供电系统的负荷都存在三相不对称性、非线性、波动性和低功率因素四个特点。
电铁牵引变电压等级为220kV，而一般牵引变电压等级为110kV。电铁牵引供电网覆盖的地区面积更大，单个牵引变负荷对地区电铁电网影响的半径也更大。同时，系统的供电负荷波动率也不同，这是由单个牵引机车负荷大小相差较大造成的。单个电铁牵引机车的负荷约为10MW，而一般牵引机车中功率最大的韶山系列单台最大功率也仅为6400kW。电铁牵引变统一采用的是双电源双回路供电方式接入电铁电网，相对于一般牵引变单电源双回路供电方式接入电铁电网的网络，结构势必更复杂，影响电力调度决策的因素也更多。
三、牵引供电网调度方法研究
基于蒙特卡罗方法的可靠性评估有易于仿真模拟分析和可有效寻找系统运行中薄弱环节的优点，故本文将电铁牵引供电网可靠性评估运用于电铁牵引供电网调度仿真。通过模拟调度后的运行状态，进行系统可靠性评估，找出模拟运行状态下的系统薄弱环节，为调度人员修正调度方案提供相关参考依据。
1、牵引变电站供电模式分析
为验证电铁牵引供电网I级供电网络运行的正确性，本文以武广电铁衡阳地区段为例，分析电铁牵引变电站多个供电模式下的系统可靠性。
分别模拟TPSS2为单回路、双回路互为热备份、双回路并联供电的三种供电模式，计算其系统可靠性。
（1）单回路供电模式：假设输电线路L8侧线路不存在。
（2）双回路互为热备份模式：输电线路L7为主供电线路，输电线路L8为热备用线路。
（3）双回路并联供电模式：输电线路L7和L8同时供电。
依次按上述三种运行状态，进行仿真分析得出TPSS2变电站的供电可靠性指标如表.1所示。
（1）单回路供电模式：假设输电线路L8侧线路不存在。
（2）双回路互为热备份模式：输电线路L7为主供电线路，输电线路L8为热备用线路。
（3）双回路并联供电模式：输电线路L7和L8同时供电。
从中可以看到当L3线路停运后，系统元件对铁路丧失通过能力灵敏度有所提升，这是由于牵引变电站失负荷概率有所上升所致。虽然，系统元件对牵引变电站的故障灵敏度变化不一，但是就近相关联的系统元件的故障灵敏度总体变化趋势还是整体保持一致的，原始的概率灵敏度还是具有一定的参考价值。
四、基于可靠性评估的调度方法研究
一个系统中系统元件对其故障的灵敏度往往参差不一，电铁牵引供电网也是如此。那么，按照系统元件对其故障灵敏度的大小将系统元件进行大致分类，必然可以有效的帮助调度人员合理安排电铁牵引系统的运行方式。
由表3中供电网元件对系统故障灵敏度分析的数据，可以将电铁牵引供电网元件对系统故障的灵敏度分为4个阶梯层次。
第一阶梯：与电铁牵引变电站相连接的供电线路，即电铁牵引供电网的I级网络中输电线路，其可靠性灵敏度为全局最高。
第二阶梯：电铁牵引变就近互联的输电线路和等效电源，其可靠性灵敏度虽然较I级网络中输电线路要低很多，但是与电铁电网其他元件相比，其对可靠性影响还是非常明显的。
第三阶梯：离电铁牵引变较远，但是与其他输电线路和等效电源相连通，虽然其可靠性灵敏度非常低，但是在极端的故障环境下，其电能输送也能满足电铁牵引变的供电要求。
第四阶梯：远离电铁牵引变或与牵引变在电铁牵引网络中不互联的线路，其可靠性灵敏度值可以判定其运行状态不影响对应的电铁牵引变运行。这是由于在整个地区电铁电网下考虑，虽然其网络是与电铁牵引变连通的，但是，首先其供电半径非常远，不适宜考虑其作为牵引变的输电线路；其次只有在多条输电线路或者等效电源故障条件下，才需其输送电能，然而多个等效电源和输电线路故障，几乎是电铁电网不可能发生事件。
在内，坚决杜绝人为失误造成损失事故的发生。制定有效的管理制度，规范工作细节，进一步提升调度员驾驭电铁电网的能力和执行力，促进电铁电网的安全稳定运行和调度运行的规范化管理。
五、结语
高速客运铁路凭借其快速性和便捷性，对我国经济发展起到了很大的推动作用，从而在国内得到了快速的发展。但作为典型的大功率冲击性负荷，对电力系统稳定运行的影响更不能被忽视。由于电铁负荷的冲击性和随机性对电力调度的影响尤为突出，且目前还没有一个针对电铁负荷调度的方法，所以对电铁牵引供电网的可靠性评估和调度方法研究尤为重要。
参考文献：
[1]谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统.成都：西南交通大学出版社，2007，1-4
[2]司徒友.电力系统调度运行存在的问题与解决方法探讨.广东科技，2009（22）：85—86
[3]宋善勇，宋善军.电力系统运行控制目标及其控制自动化.黑龙江科技信息，2011（35）：127—128